پژوهشگران دانشگاه کارولینای جنوبی موفق به ساخت غشائی از جنس اکسید گرافن شدند. این غشاء که ضخامت آن دو نانومتر است می‌تواند به صورت انتخابی هیدروژن را از دی‌اکسیدکربن جدا کند.
ساخت غشاء گرافنی برای تفکیک دی‌اکسیدکربن از هیدروژن
هیدروژن و هلیم می‌توانند به سادگی از میان این غشاء عبور کنند اما اکسیژن، دی‌اکسید کربن، نیتروژن، منواکسیدکربن و متان به کندی از میان این غشاء عبور می‌کنند. میاو یو از محققان این پروژه می‌گوید: «قطر سینتیکی هیدروژن ۰٫۲۸۹ نانومتر و دی‌اکسیدکربن ۰٫۳۳ نانومتر است. تفاوت ابعاد این دو مولکول بسیار کم بوده و در حد ۰٫۰۴ نانومتر است. اما قدرت نفوذپذیری این دو مولکول بسیار با هم متفاوت است.»
علاوه براین انتخاب‌گری، نکته قابل توجه دیگری در این سیستم وجود دارد که آن، کیفیت غشاء تولید شده توسط این گروه تحقیقاتی است که بسیار بالا است. این غشاء روی زیرلایه‌ای از جنس آلومینیوم متخلخل قرار می‌گیرد که حمایت‌کننده این لایه محسوب می‌شود. ورقه‌هایی از جنس اکسید گرافن به پهنای ۵۰۰ نانومتر و به ضخامت یک لایه اتمی روی این زیرلایه قرار می‌گیرد که در نهایت منجر به تولید غشائی به مساحت ۲ سانتیمتر مربع می‌شود.
برای پوشاندن زیرلایه آلومینیوم، ورقه‌های گرافن به نحوی روی آلومینیوم قرار می‌گیرند که در برخی نواحی با هم همپوشانی داشته باشند. این کار برای جلوگیری از ایجاد رخنه یا فضای خالی بین دو لایه گرافن مجاور هم است. با روی هم افتادن لبه ورقه‌های گرافن می‌توان مطمئن شدن که هیچ فضای خالی میان دو ورق گرافنی وجود ندارد. چنین فضاهای خالی معمولا به‌عنوان چالشی برای تولید فیلترهای جداکننده گازها محسوب می‌شود.
این گروه تحقیقاتی بدون این که رخنه‌ای وجود داشته باشد، توانستند غشائی را برای جدا کردن مولکول‌های گاز تولید کنند. پژوهشگران ورق‌های اکسید گرافن را به صورت یکنواخت در آب پراکنده کردند و با استفاده از امواج مافوق صوت و سانتریفیوژ موفق به تولید دوغابی همگن شدند. در نهایت این دوغاب با یک فیلتراسیون ساده روی زیرلایه مورد نظر قرار داده شد. این غشاء ۱٫۸ نانومتر ضخامت داشته و قادر است مولکول‌های گازی را از خود عبور دهد. از آنجایی که ضخامت هر لایه گرافن ۰٫۷ نانومتر است بنابراین، این غشاء در حد چند لایه اتمی ضخامت دارد. محققان از میکروسکوپ AFM برای مطالعه این ساختارها استفاده کردند.
